現(xiàn)在,海洋越來越得到各國的重視,對海洋的探索,開發(fā)和利用也成為了各國在海洋領域的研究熱點。自主水面艇,又稱無人艇,是一種小型化,智能化,能夠自主航行的海洋航行器,可以作為小型水面運載平臺,搭載不同模塊執(zhí)行各種任務,是人類研究海洋的重要工具。多無人艇協(xié)同可以完成很多單艇難以完成的任務,因此成為了現(xiàn)在的研究熱點。群集運動控制,作為一種受到自然界的多種動物群體行為啟發(fā)的多智能體控制模式,具有較好的靈活性和魯棒性,在搜救,探測,軍事集群等領域有著廣闊的應用前景。本文主要基于領航跟隨結構,研究了路徑引導的多無人艇連通保持群集運動控制問題。具體研究工作如下:第一,針對帶有模型不確定性與外部未知擾動的多全驅動無人艇的連通保持群集運動控制問題,設計了一種擴張狀態(tài)觀測器估計模型不確定性與外部未知擾動,利用反步法設計領航者的路徑跟蹤控制器,結合反步法與人工勢場法設計了多無人艇的連通保持群集運動控制器,針對上述設計中遇到的領航者速度需要全局已知,但只有部分船能夠訪問領航者的問題設計了分布式速度觀測器,提出了一種基于領航跟隨結構的多全驅動無人艇連通保持群集運動控制方法。通過輸入狀態(tài)穩(wěn)定性（ISS）定理與級聯(lián)系... 

【文章來源】：大連海事大學遼寧省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１自然界中的群集行為??Ｆｉｇ．?１．１?Ｆｌｏｃｋｉｎｇ?ｂｅｈａｖｉｏｒ?ｉｎ?ｎａｔｕｒｅ??

?大連海事大學專業(yè)學位碩士學位論文???ｋｉＵｐ急！??圖１．２美國“海獵人”無人船和以色列“保護者”無人船??Ｆｉｇ．?１．２?Ａｍｅｒｉｃａｎ?“Ｓｅａ?Ｈｕｎｔｅｒ”?ＵＳＶ?ａｎｄ?Ｉｓｒａｅｌ?“Ｐｒｏｔｅｃｔｏｒ”?ＵＳＶ??我國在無人船的研宄上起步較晚，但目前也己經(jīng)發(fā)展了較多型號的無人船。哈爾濱??工程大學、華中科技大學、大連海事大學、沈陽自動化所、沈陽新光集團、珠海云洲智??能有限公司等研宄機構在無人船領域取得了一些研究成果。沈陽航天新光集團與中國氣??象局大氣探測技術中心共同研制成的“天象一號”無人船（圖１．３中左圖）可用于海洋??氣象動態(tài)探測，是國內最早用于Ｕ；程實際應用的無人船。２０１０年，臺灣海洋科技研究中??心研制出一型無人水面艇“鄭和１０１”號，可用于進行水文水質氣象數(shù)據(jù)的調查、監(jiān)測、??收集和分析等工作。２０１７年底，由中國人民解放軍海軍測繪研宄所、＇國家海洋局南海調??查技術中心和云洲智能聯(lián)合研制的“極行者”號海底探測無人船（圖１．３中右圖）在南??極地區(qū)完成了５平方公里海域多波束全覆蓋海底地形測量ｄ除了上述無人船以外，還有??上海大學研制的“精�！毕盗袩o人船，上海海事大學研制的“ＳｉｌｖｅｒＦｒｏｇ”號無人船，大??連海事大學的藍信號無人船，哈爾濱工程大學帶領多家單位研發(fā)的“天行一號”無人船等??等。雖然起步較晚，但在國家的大力支持下，我國的無人船領域的研宄正在蓬勃發(fā)展。??．．．．．．．??ｉ?“■一??圖１．３?“天象一號”無人船和“極行者”號無人船??Ｆｉｇ．?１．３?“ＴｉａｎＸｉａｎｇｌ”?ＵＳＶ?ａｎｄ?“ＪｉＸｉｎｇＺｈｅ”?ＵＳＶ??ｊ??－３?－??

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【參考文獻】：
期刊論文
[1]無人水面艇技術發(fā)展回顧與趨勢分析[J]. 張偉,廖煜雷,姜峰,趙鐵軍.  無人系統(tǒng)技術. 2019(06)
[2]海上無人裝備關鍵技術與智能演進展望[J]. 金克帆,王鴻東,易宏,劉旌揚,王健.  中國艦船研究. 2018(06)
[3]群集系統(tǒng)分群行為建模與控制研究進展[J]. 楊盼盼,劉明雍,雷小康,宋程.  控制與決策. 2016(02)
[4]無人水面艇直線航跡跟蹤控制器的設計與驗證[J]. 田勇,王丹,彭周華,劉陸.  大連海事大學學報. 2015(04)
[5]USV發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J]. 柳晨光,初秀民,吳青,王桂沖.  中國造船. 2014(04)
[6]連通性保持下的多機器人系統(tǒng)分布式群集控制[J]. 毛昱天,陳杰,方浩,竇麗華.  控制理論與應用. 2014(10)
[7]大規(guī)模無人系統(tǒng)集群智能控制方法綜述[J]. 梁曉龍,孫強,尹忠海,王亞利,劉蘋妮.  計算機應用研究. 2015(01)
[8]多USV協(xié)同系統(tǒng)研究現(xiàn)狀與發(fā)展概述[J]. 馬天宇,楊松林,王濤濤,辛磊,陳燚.  艦船科學技術. 2014(06)
[9]海洋機器人30年[J]. 封錫盛,李一平.  科學通報. 2013(S2)
[10]多智能體系統(tǒng)編隊控制相關問題研究綜述[J]. 王祥科,李迅,鄭志強.  控制與決策. 2013(11)

博士論文
[1]欠驅動無人船的路徑跟蹤與協(xié)同控制[D]. 劉陸.大連海事大學 2018
[2]基于自適應動態(tài)面控制的自主海洋航行器協(xié)同路徑跟蹤[D]. 王昊.大連海事大學 2014
[3]艦船編隊的魯棒自適應控制[D]. 彭周華.大連海事大學 2011



本文編號：3486924